Measurement of radioactivity — Alpha-, beta- and photon emitting radionuclides — Reference measurement standard specifications for the calibration of surface contamination monitors

This document specifies the characteristics of reference measurement standards of radioactive surface contamination, traceable to national measurement standards, for the calibration of surface contamination monitors. This document relates to alpha-emitters, beta-emitters, and photon emitters of maximum photon energy not greater than 1,5 MeV. It does not describe the procedures involved in the use of these reference measurement standards for the calibration of surface contamination monitors. Such procedures are specified in IEC 60325[6], IEC 62363[7], and other documents. NOTE Since some of the proposed photon standards include filters, the photon standards are to be regarded as reference measurement standards of photons of a particular energy range and not as reference measurement standards of a particular radionuclide. For example, a 241Am source with the recommended filtration does not emit from the surface the alpha particles or characteristic low-energy L X-ray photons associated with the decay of the nuclide. It is designed to be a reference measurement standard that emits photons with an average energy of approximately 60 keV. This document also specifies preferred reference radiations for the calibration of surface contamination monitors. These reference radiations are realized in the form of adequately characterized large area sources specified, without exception, in terms of surface emission rate and activity which are traceable to national standards.

Mesurage de la radioactivité — Radionucléides émetteurs alpha, bêta et photoniques — Spécifications des étalons de référence pour l'étalonnage des contrôleurs de contamination de surface

Le présent document spécifie les caractéristiques d'étalons de référence de contamination de surface radioactive, traçables par rapport à des étalons nationaux de mesurage, permettant l'étalonnage des contrôleurs de contamination de surface. Le présent document se rapporte aux émetteurs alpha, aux émetteurs bêta et aux émetteurs de photons dont l'énergie photonique maximale est inférieure ou égale à 1,5 MeV. Il ne décrit pas les modes opératoires qu'implique l'utilisation de ces étalons de référence pour l'étalonnage des contrôleurs de contamination de surface. Ces modes opératoires sont spécifiés dans l'IEC 60325[6], l'IEC 62363[7] ainsi que dans d'autres documents. NOTE Étant donné que certains des étalons photoniques proposés sont équipés de filtres, ces étalons sont destinés à être considérés comme des étalons de référence de photons d'une gamme d'énergie particulière, et non comme des étalons de référence d'un radionucléide particulier. Par exemple, un étalon de référence de 241Am muni du filtre recommandé n'émet pas, de la surface, les particules alpha ou les photons X de basse énergie, L, associés à la désintégration radioactive du radionucléide. Il est conçu pour être un étalon de référence émettant des photons ayant une énergie moyenne d'environ 60 keV. Le présent document spécifie également des rayonnements de référence préférés pour l'étalonnage des contrôleurs de contamination de surface. Ces rayonnements de référence sont réalisés sous la forme d'étalons de référence de grande surface convenablement spécifiés et caractérisés, sans exception, en termes de taux d'émission surfaciques et activité traçables par rapport à des étalons nationaux.

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Status
Published
Publication Date
21-Jun-2020
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
22-Jun-2020
Completion Date
22-Jun-2020
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ISO 8769:2020 - Measurement of radioactivity -- Alpha-, beta- and photon emitting radionuclides -- Reference measurement standard specifications for the calibration of surface contamination monitors
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ISO 8769:2020 - Mesurage de la radioactivité -- Radionucléides émetteurs alpha, bêta et photoniques -- Spécifications des étalons de référence pour l'étalonnage des contrôleurs de contamination de surface
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 8769
Fourth edition
2020-06
Measurement of radioactivity —
Alpha-, beta- and photon emitting
radionuclides — Reference
measurement standard specifications
for the calibration of surface
contamination monitors
Mesurage de la radioactivité — Radionucléides émetteurs alpha,
bêta et photoniques — Spécifications des étalons de référence pour
l'étalonnage des contrôleurs de contamination de surface
Reference number
ISO 8769:2020(E)
ISO 2020
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ISO 8769:2020(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2020

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be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting

on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address

below or ISO’s member body in the country of the requester.
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Published in Switzerland
ii © ISO 2020 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 8769:2020(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 Traceability of reference measurement standards .......................................................................................................... 2

5 Specification of reference measurement standards........................................................................................................ 3

5.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 3

5.2 Class 1 reference measurement standards ..................................................................................................................... 4

5.2.1 General requirements .................................................................................................................................................. 4

5.2.2 Activity and surface emission rate ................................................................................................................... 5

5.2.3 Uniformity ............................................................................................................................................................................. 6

5.2.4 Radionuclides ..................................................................................................................................................................... 6

5.3 Class 2 reference measurement standards ..................................................................................................................... 8

5.3.1 General requirements .................................................................................................................................................. 8

5.3.2 Activity and surface emission rate ................................................................................................................... 8

5.3.3 Uniformity ............................................................................................................................................................................. 8

5.3.4 Radionuclides ..................................................................................................................................................................... 9

5.4 Working measurement standard ............................................................................................................................................ 9

5.4.1 General requirements .................................................................................................................................................. 9

5.4.2 Activity and surface emission rate ................................................................................................................... 9

5.4.3 Uniformity ............................................................................................................................................................................. 9

5.4.4 Radionuclides ..................................................................................................................................................................... 9

6 Transfer measurement devices..........................................................................................................................................................10

6.1 Transfer measurement device for alpha-radiation and beta-radiation ..............................................10

6.2 Transfer measurement device for photon-radiation...........................................................................................10

6.3 Calibration ...............................................................................................................................................................................................10

Annex A (informative) Particular considerations for reference measurement standards

emitting electrons of energy less than 0,15 MeV and photons of energy less than

1,5 MeV ........................................................................................................................................................................................................................11

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................13

© ISO 2020 – All rights reserved iii
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ISO 8769:2020(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity

assessment, as well as information about ISO's adherence to the WTO principles in the Technical

Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 85, Nuclear energy, Subcommittee SC 2,

Radiological protection.

This fourth edition cancels and replaces the third edition (ISO 8769:2016), which has been technically

revised. The changes compared to the previous edition are as follows:

— In order to maintain consistency with terms described in the International Vocabulary of Metrology

[16]

or ISO/IEC 17025 , “reference measurement standard”, “working measurement standard” and

“transfer measurement device” were adopted respectively instead of a “reference source”, “working

source” and “reference transfer instrument”.

— 5.1 b): “a surface layer of thickness equal to the saturation layer thickness” was modified to “a

surface layer of thickness equal to or less than the saturation layer thickness”.

— 5.2.3 and 5.3.3: The statement of “minus its relative standard uncertainty” was removed.

— 5.4.3: Requirement for the re-measurement of uniformity was added as follows; “In case that

significant change not due to half-life is found on the re-calibration of surface emission rate, re-

measurement of uniformity is required.”

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
iv © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO 8769:2020(E)
Introduction

Radioactive contamination of surfaces can result from spilling, splashing, or leakage from unsealed

sources, or breakage or loss of integrity of sealed sources. It can lead to the spread of contamination,

loss of quality control and can give rise to the following health hazards:

a) external exposure to parts of the body in proximity to the contaminated surface;

b) internal exposure through incorporation of radioactive material emanating from the surface.

The need for effective monitoring of surface contamination has long been recognized, see Reference [1].

Surface contamination is quantified in terms of activity per unit area, the quantity which is normally

used to specify “derived limits”, i.e. maximum limits of surface contamination. These limits are

based on radiological protection considerations and have been derived from the dose equivalent or

intake limits recommended by the International Commission on Radiological Protection (ICRP), see

References [2] and [3]. Derived limits are incorporated into numerous national and international

regulatory documents which relate specifically to surface contamination monitoring.

The requirement for this document originated from the need for calibration measurement standards in

International Standards dealing with the calibration of surface contamination monitors.

While regulatory documents refer to surface contamination in terms of activity per unit area, the

response of monitoring instruments is related directly to the radiation emitted from the surface

rather than to the activity contained upon or within the surface. Due to variations in the absorptive

and scattering properties of real surfaces, it cannot be assumed, in general, that there is a simple,

known relationship between surface emission rate and activity. Thus, there emerges a clear need for

calibration measurement standards that are specified primarily in terms of surface emission rate, as

well as activity. The manner in which these standards are used and the associated calibration protocols

[4]
vary from country to country .

Calibration of an instrument in terms of activity for the types of surfaces that are usually encountered

in monitoring situations depends on the following considerations:
— mixture and ratios of radionuclides being monitored;
— their types and abundances of emissions;
— nature of the surface;
— depths and distribution profiles within the surface;
— spectral attenuation dependence of the instrument entrance window;
— distance between the instrument entrance window and the surface.

The derivation of appropriate calibration factors in terms of activity is therefore a highly complex

process which is outside the scope of this document. Appropriate guidance on this process is addressed

[5]

in ISO 7503 (all parts) . However, some estimate of the activity of the calibration measurement

standard is required for general radiological safety purposes such as handling, leak testing, shielding,

packaging, and transport. This is a generic issue for all radioactive sources regardless of their intended

use and is not therefore addressed specifically in this document.

Traceability of calibration measurement standards to International Standards or national standards is

established by a system of reference transfer instruments.
© ISO 2020 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 8769:2020(E)
Measurement of radioactivity — Alpha-, beta- and photon
emitting radionuclides — Reference measurement
standard specifications for the calibration of surface
contamination monitors
1 Scope

This document specifies the characteristics of reference measurement standards of radioactive

surface contamination, traceable to national measurement standards, for the calibration of surface

contamination monitors. This document relates to alpha-emitters, beta-emitters, and photon emitters

of maximum photon energy not greater than 1,5 MeV.

It does not describe the procedures involved in the use of these reference measurement standards

[6]

for the calibration of surface contamination monitors. Such procedures are specified in IEC 60325 ,

[7]
IEC 62363 , and other documents.

NOTE Since some of the proposed photon standards include filters, the photon standards are to be regarded

as reference measurement standards of photons of a particular energy range and not as reference measurement

241

standards of a particular radionuclide. For example, a Am source with the recommended filtration does not

emit from the surface the alpha particles or characteristic low-energy L X-ray photons associated with the decay

of the nuclide. It is designed to be a reference measurement standard that emits photons with an average energy

of approximately 60 keV.

This document also specifies preferred reference radiations for the calibration of surface contamination

monitors. These reference radiations are realized in the form of adequately characterized large area

sources specified, without exception, in terms of surface emission rate and activity which are traceable

to national standards.
2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 12749-2, Nuclear energy, nuclear technologies, and radiological protection — Vocabulary — Part 2:

Radiological protection

IEC 60050-395, International Electrotechnical Vocabulary — Part 395: Nuclear instrumentation: Physical

phenomena, basic concepts, instruments, systems, equipment and detectors
3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 12749-2, IEC 60050-395, and

the following apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
© ISO 2020 – All rights reserved 1
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ISO 8769:2020(E)
3.1
surface emission rate

number of particles or photons of a given type above a given energy emerging from the

face of the source or its window per second in a mass-free environment
3.2
face

vertical projection of the nominal active area onto the front surface of the source

Note 1 to entry: See Figure 1.
Key
1 filter
2 backing
3 face
4 nominal active area

Figure 1 — Cross-sectional drawing of a reference measurement standard with its filter

3.3
saturation layer thickness

thickness of the medium equal to the

maximum range of the specified particulate radiation
3.4
instrument efficiency

ratio between the instrument net reading (counts per second after background subtraction) and the

surface emission rate of the reference measurement standard (particles emitted per second) in a

specified geometry relative to a standard

Note 1 to entry: The instrument efficiency depends on the energy of the radiation emitted by the standard, the

area of the standard, and the area of the detector entrance window.
3.5
self-absorption

absorption of radiation which occurs within the material of the source itself

3.6
uncertainty
standard uncertainty (k = 1) unless otherwise stated
[8]

Note 1 to entry: The treatment of uncertainties is in accordance with the ISO/IEC Guide 98-3 to the expression

of uncertainty in measurement.
3.7
uniformity

indication of the lack of variation of that property over

the surface
4 Traceability of reference measurement standards

The following scheme is proposed to ensure that working standards used in the field for the routine

calibration of surface contamination monitors shall be related to national measurement standards

2 © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO 8769:2020(E)

through a clearly defined traceability chain using reference measurement standards and reference

transfer measurement devices.
Reference measurement standards shall be of the following two types:

— Class 1: reference measurement standards that have been calibrated directly in terms of activity

and surface emission rate at a national or international metrology institute.

— Class 2: reference measurement standards that have been calibrated in terms of surface emission

rate on a reference transfer instrument, the efficiency of which has been measured by calibration

with a Class 1 reference measurement standard of the same radionuclide and of the same general

[16]

construction using the same geometry, at a laboratory that operates according to ISO/IEC 17025

for such measurements.

National metrology institutes shall, at their discretion, provide the means whereby Class 1 reference

measurement standards of a specified range of radionuclides may be certified by them. For those

[9]

countries which are signatories to the Mutual Recognition Arrangement (MRA) , a certificate of

calibration from another participating institute in a second country is recognized as valid in the

first country for the quantities, ranges, and measurement uncertainties specified in Appendix C of

Reference [9].

The activity and surface emission rate of Class 1 reference measurement standards shall be measured,

using, for example, a windowless gas-flow proportional detector, or by using an instrument that has

been calibrated using standards that have been measured absolutely. Calibration procedures for

activity determination are discussed for example, in References [10], [11], [12] and [13].

Organizations with a requirement to type test and to calibrate instruments to be used for monitoring

radioactive surface contamination need to have access to suitable Class 1 or Class 2 reference

measurement standards. The purpose of a working measurement standard is to check the calibration

of surface contamination monitors in the field; they are not to be confused with check sources, which

are only intended to verify that a monitor is operating.

Organizations with a requirement to provide working measurement standards for the routine

confirmation of the calibration of their surface contamination monitoring instruments require access to

a reference transfer measurement device with which to calibrate such working measurement standards

in terms of surface emission rate against a Class 1 or Class 2 reference measurement standard. Where

the working measurement standard is used either in a jig or under a particular geometry, the reference

transfer measurement device on which its emission rate is measured shall have been calibrated using a

reference measurement standard under identical conditions and geometry. Alternatively, the working

measurement standard shall be removable from the jig so that it can be measured in the usual way.

Where only a few monitors need calibration or a high degree of accuracy is required, Class 1 or Class 2

reference measurement standards may be used as working measurement standards. In such cases, the

frequency of re-calibration shall be that for working measurement standards. National regulations may

require more frequent calibrations.
5 Specification of reference measurement standards
5.1 General
Reference measurement standards are of the following kinds:

a) Sources comprising an electrically conducting backing material with a given radionuclide

permanently deposited upon or incorporated into one side only; the thickness of the backing material

shall be sufficient to prevent emission of the particulate radiation through the back of the source.

b) Sources comprising a layer of material within which the radionuclide is uniformly distributed

and the thickness of which shall not exceed the thickness of the saturation layer of the particulate

© ISO 2020 – All rights reserved 3
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ISO 8769:2020(E)

radiation. For the purposes of this document, the activity of the source shall be taken as the activity

contained within a surface layer of thickness equal to or less than the saturation layer thickness.

Photon-emitting sources shall incorporate filters in accordance with Table 1.

To measure the surface emission rate directly, a threshold corresponding to a minimum energy shall to

be set. For beta counting, it shall be set to correspond to a photon energy of 590 eV (0,1 times the energy

of the X -radiation of Mn following the decay of Fe). For alpha counting, the threshold shall be set just

above the electronic noise of the system. For photon counting, the threshold shall be set to comprise the

photon peak and the whole Compton continuum.

With alpha-emitters and low-energy beta-emitters, self-absorption can be far from negligible. This

leads to a degradation of the emission spectrum and might affect measurements with windowed

transfer measurement devices.

Reference measurement standards shall be fit for purpose and it shall be the responsibility of the

manufacturer to determine and report the radioactive impurities to the extent necessary to ensure

that the use of the standard is not compromised by emissions from any impurity. As a minimum, all

radioactive impurities with an activity of at least 1 % of the activity of the principal radionuclide shall

be determined and reported.

For those standards which might contain radioactive impurities, users of the reference measurement

standard shall take into account that the relative activity of the impurity changes with time and could

produce a significant effect on the emission rate of the reference measurement standard.

Table 1 — Characteristics and additional filtration of photon-emitting standards
Approximate
mean photon
Half-life Filter
a Radionuclide Filter thickness
energy b
in days material
in keV
55 3
5,9 Fe 1,00 × 10 none
0,05 mm
238 4
16 Pu 3,20 × 10 zirconium
32,5 mg·cm
0,3 mm
129 9
32 I 5,88 × 10 aluminium
81 mg·cm
0,25 mm
241 5
60 Am 1,58 × 10 stainless steel
200 mg·cm
0,25 mm
124 Co 272 stainless steel
200 mg·cm
1 mm
137 4
660 Cs 1,10 × 10 stainless steel
800 mg·cm
0,3 mm
60 3
1 250 Co 1,93 × 10 aluminium
81 mg·cm

NOTE 1 These are standards of photons of a particular energy range and not standards of a particular radionuclide.

NOTE 2 In most cases, Co emits two coincident photons with an angular correlation between them. Great care shall be

taken when transferring the calibration to other energies or nuclides.

The approximate mean photon energy is equal to (∑n × E )/∑n where n is the number of photons emitted from the

i i i i
standard with energy E .

For this document, stainless steel is that which has the composition 72 % Fe, 18 % Cr, 10 % Ni.

5.2 Class 1 reference measurement standards
5.2.1 General requirements

In order to comply with the requirements specified in this document, Class 1 reference measurement

standards shall be plane ones comprising an electrically conducting backing material with radioactive

4 © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO 8769:2020(E)

material deposited upon or incorporated into one side in such a manner as to minimize source self-

absorption and to maintain electrical conductivity across the whole of the face of the source. The active

4 2

area shall be at least 10 mm ; recommended sizes are 100 mm × 100 mm, 100 mm × 150 mm, and

150 mm × 200 mm.

A Class 1 reference measurement standard is intended to approximate as closely as practicably possible

[6]

an ideal “thin” source (see IEC 60325 ) with respect to the activity itself. However, it is acknowledged

that with alpha-emitters and low-energy beta-emitters, self-absorption can be far from negligible.

Maintenance of electrical conductivity is necessary for the correct operation of windowless proportional

counters. The thickness of the backing material should be such as to minimize the contribution from

backscattered radiation, both particle and photon. The recommended backing material is aluminium

of 3 mm thickness (this thickness is sufficient to eliminate beta-particle emission through the back

106 106

of the source, with the exception of Ru/ Rh sources where the thickness would need to be

increased to 4,6 mm). The thickness of the backing material shall be within 10 % of the value detailed

in the certificate. The backing material should extend beyond the active area to such an extent that the

backscattering effect is uniform over the whole of the active area. It is recommended that the backing

material should extend at least 10 mm beyond the active area of the source.

A photon-emitting standard shall include the filtration specified in Table 1. The filter should normally

be an integral part of the source, it should not be removable. Their purpose is described in Annex A. The

area of the filter should be such that it extends for at least 10 mm beyond the active area of the source.

The thickness of the filter shall be within 10 % of the specified value in Table 1.

Standards shall be accompanied by a calibration certificate giving the following information:

a) radionuclide;

NOTE Half-life values and other current nuclear data values are provided by Reference [14].

b) source identification number;
c) surface emission rate and its uncertainty;
d) activity and its uncertainty;

e) impurities of an activity of at least 1 % of the principal radionuclide activity;

f) reference date [shall be identical for c), d) and e)];
g) active area: its location and size;
h) nature, thickness, density, and dimensions of substrate;
i) nature, thickness, density, and dimensions of filter (if any);

j) uniformity and uncertainty (table of relative emission rates of all individual portions relating

position and emission rate);
k) class of standard.

Manufacturers may decide to give further information of help to the user, such as the depth of the active

layer. Markings on the source itself shall indicate the radionuclide and the source identification number.

5.2.2 Activity and surface emission rate

The activity of a Class 1 reference measurement standard of the preferred size should be such as to give

−1 −1

a surface emission rate from about 2 000 s to 10 000 s in order to optimize between background,

statistical uncertainty, and dead-time error. The activity shall be stated with a relative uncertainty not

exceeding 10 %. The surface emission rate shall be measured by the national metrology institute with a

relative uncertainty not exceeding the following:
a) 3 % for alpha standards;
© ISO 2020 – All rights reserved 5
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ISO 8769:2020(E)
b) 3 % for beta standards with an end-point energy greater than 150 keV;
c) 5 % for beta standards with an end-point energy less than 150 keV;
d) 10 % for photon standards.

Class 1 reference measurement standards should be re-calibrated in terms of activity, surface emission

rate, and uniformity at a frequency of not less than once every four years.

NOTE 1 The frequency of recalibration of a reference measurement standard can be different from country to

country, depending on national regulations.

NOTE 2 Overall reference measurement standard activity needs to be related to its size when it is used to

calibrate diffe
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 8769
Quatrième édition
2020-06
Mesurage de la radioactivité —
Radionucléides émetteurs alpha,
bêta et photoniques — Spécifications
des étalons de référence pour
l'étalonnage des contrôleurs de
contamination de surface
Measurement of radioactivity — Alpha-, beta- and photon emitting
radionuclides — Reference measurement standard specifications for
the calibration of surface contamination monitors
Numéro de référence
ISO 8769:2020(F)
ISO 2020
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ISO 8769:2020(F)
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être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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ISO 8769:2020(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1

4 Traçabilité des étalons de référence................................................................................................................................................ 3

5 Spécification des étalons de référence .......................................................................................................................................... 4

5.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 4

5.2 Étalons de référence de Catégorie 1 ..................................................................................................................................... 5

5.2.1 Exigences générales ...................................................................................................................................................... 5

5.2.2 Activité et taux d’émission surfacique .......................................................................................................... 6

5.2.3 Uniformité.............................................................................................................................................................................. 7

5.2.4 Radionucléides .................................................................................................................................................................. 7

5.3 Étalons de référence de Catégorie 2 ..................................................................................................................................... 9

5.3.1 Exigences générales ...................................................................................................................................................... 9

5.3.2 Activité et taux d’émission surfacique .......................................................................................................... 9

5.3.3 Uniformité.............................................................................................................................................................................. 9

5.3.4 Radionucléides .................................................................................................................................................................. 9

5.4 Étalon de travail ..................................................................................................................................................................................10

5.4.1 Exigences générales ...................................................................................................................................................10

5.4.2 Activité et taux d’émission surfacique .......................................................................................................10

5.4.3 Uniformité...........................................................................................................................................................................10

5.4.4 Radionucléides ...............................................................................................................................................................10

6 Dispositifs de transfert ...............................................................................................................................................................................10

6.1 Dispositif de transfert pour le rayonnement alpha et le rayonnement bêta ..................................10

6.2 Dispositif de transfert pour le rayonnement photonique ...............................................................................11

6.3 Étalonnage ...............................................................................................................................................................................................11

Annexe A (informative) Considérations particulières relatives aux étalons de référence

émetteurs d’électrons d’énergie inférieure à 0,15 MeV et de photons d’énergie

inférieure à 1,5 MeV .......................................................................................................................................................................................12

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................14

© ISO 2020 – Tous droits réservés iii
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ISO 8769:2020(F)
Avant-propos

L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.

L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/ directives).

L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation

de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’OMC

concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/ iso/ fr/

foreword .html.

Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 85, Énergie nucléaire, technologies

nucléaires, et radioprotection, sous-comité SC 2, Radioprotection.

Cette quatrième édition annule et remplace la troisième édition (ISO 8769:2016), qui a fait l’objet d’une

révision technique. Les modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:

— adoption des termes «étalon de référence», «étalon de travail» et «dispositif de transfert»

respectivement en lieu et place des termes «source de référence», «source de travail» et «instrument

de transfert» afin d’assurer la cohérence avec les termes décrits dans le Vocabulaire international

[16]
de métrologie ou l’ISO/IEC 17025 ;

— 5.1 b): modification de «une couche de surface d’épaisseur égale à l’épaisseur de couche à saturation»

en «une couche de surface d’épaisseur inférieure ou égale à l’épaisseur de couche à saturation»;

— 5.2.3 et 5.3.3: suppression de l’énoncé «moins son incertitude-type relative»;

— 5.4.3: ajout de l’exigence d’un nouveau mesurage de l’uniformité comme suit: «Si un changement

significatif non imputable à la période est constaté lors du réétalonnage du taux d’émission

surfacique, un nouveau mesurage de l’uniformité est nécessaire».

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
iv © ISO 2020 – Tous droits réservés
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ISO 8769:2020(F)
Introduction

La contamination radioactive des surfaces peut résulter d’écoulements, d’éclaboussures ou de fuites de

sources non scellées, ou encore de la rupture ou perte d’intégrité de sources scellées. Elle peut donner

lieu à la propagation de la contamination, à la perte de contrôle de la qualité et peut présenter les risques

suivants pour la santé:
a) exposition externe de parties du corps à proximité de la surface contaminée;

b) exposition interne par l’incorporation de matières radioactives émanant de la surface.

La nécessité d’une surveillance efficace de la contamination de surface est reconnue depuis longtemps;

voir la Référence [1]. La contamination de surface est quantifiée en termes d’activité surfacique.

Cette grandeur est normalement utilisée pour spécifier des «limites dérivées», c’est-à-dire les limites

maximales de contamination de surface. Ces limites sont fondées sur des considérations liées à la

protection radiologique et ont été déduites des valeurs limites d’équivalent de dose ou d’incorporation,

telles que les recommande la Commission internationale de protection radiologique (CIPR); voir les

Références [2] et [3]. Les limites dérivées figurent dans de nombreux textes réglementaires nationaux

et internationaux qui se rapportent spécifiquement à la surveillance de la contamination des surfaces.

Le présent document est né du besoin d’étalons de référence dans les Normes internationales traitant

de l’étalonnage des contrôleurs de contamination de surface.

Alors que les textes réglementaires se réfèrent à la contamination de surface en termes d’activité

surfacique, la réponse des instruments de surveillance est directement liée au rayonnement émis

par la surface, plutôt qu’à l’activité superficielle ou interne de la surface. Compte tenu des variations

des propriétés d’absorption et de diffusion des surfaces réelles, il ne peut être supposé qu’il existe

généralement une relation simple et connue entre le taux d’émission surfacique et l’activité. Le besoin

d’étalons de référence spécifiés principalement en termes de taux d’émission surfacique, mais aussi

d’activité, est donc patent. La manière dont ces étalons sont utilisés et les protocoles d’étalonnage

[4]
associés varient d’un pays à l’autre .

L’étalonnage d’un instrument en termes d’activité pour les types de surfaces habituellement rencontrées

dans les situations de surveillance dépend des considérations suivantes:
— le mélange et les rapports des radionucléides surveillés;
— leurs types et les abondances des émissions;
— la nature de la surface;
— les profondeurs et les profils de distribution au sein de la surface;

— la dépendance de la fenêtre d’entrée de l’instrument vis-à-vis de l’atténuation spectrale;

— la distance entre la fenêtre d’entrée de l’instrument et la surface.

La déduction des facteurs d’étalonnage appropriés en termes d’activité est donc un processus très

complexe qui ne relève pas du domaine d’application du présent document. L’ISO 7503 (toutes les

[5]

parties) fournit des recommandations appropriées relatives à ce processus. Toutefois, une certaine

estimation de l’activité de l’étalon de référence est nécessaire à des fins de sécurité radiologique en

général, telles que la manipulation, les essais d’étanchéité, le blindage, le conditionnement et le

transport. Il s’agit d’une question générique qui concerne toutes les sources radioactives quel que soit

leur usage prévu et qui n’est pas donc pas traitée de manière spécifique dans le présent document.

Un système de dispositif de transfert de référence permet la traçabilité des étalons de référence aux

étalons nationaux ou aux étalons internationaux.
© ISO 2020 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 8769:2020(F)
Mesurage de la radioactivité — Radionucléides émetteurs
alpha, bêta et photoniques — Spécifications des étalons
de référence pour l'étalonnage des contrôleurs de
contamination de surface
1 Domaine d’application

Le présent document spécifie les caractéristiques d’étalons de référence de contamination de surface

radioactive, traçables par rapport à des étalons nationaux de mesurage, permettant l’étalonnage des

contrôleurs de contamination de surface. Le présent document se rapporte aux émetteurs alpha, aux

émetteurs bêta et aux émetteurs de photons dont l’énergie photonique maximale est inférieure ou égale

à 1,5 MeV.

Il ne décrit pas les modes opératoires qu’implique l’utilisation de ces étalons de référence pour

l’étalonnage des contrôleurs de contamination de surface. Ces modes opératoires sont spécifiés dans

[6] [7]
l’IEC 60325 , l’IEC 62363 ainsi que dans d’autres documents.

NOTE Étant donné que certains des étalons photoniques proposés sont équipés de filtres, ces étalons sont

destinés à être considérés comme des étalons de référence de photons d’une gamme d’énergie particulière, et

241

non comme des étalons de référence d’un radionucléide particulier. Par exemple, un étalon de référence de Am

muni du filtre recommandé n’émet pas, de la surface, les particules alpha ou les photons X de basse énergie, L,

associés à la désintégration radioactive du radionucléide. Il est conçu pour être un étalon de référence émettant

des photons ayant une énergie moyenne d’environ 60 keV.

Le présent document spécifie également des rayonnements de référence préférés pour l’étalonnage des

contrôleurs de contamination de surface. Ces rayonnements de référence sont réalisés sous la forme

d’étalons de référence de grande surface convenablement spécifiés et caractérisés, sans exception, en

termes de taux d’émission surfaciques et activité traçables par rapport à des étalons nationaux.

2 Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur

contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.

Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les

éventuels amendements).

ISO 12749-2, Énergie nucléaire, technologies nucléaires et protection radiologique — Vocabulaire — Partie

2: Protection radiologique

IEC 60050-395, Vocabulaire électrotechnique international — Partie 395: Instrumentation nucléaire:

Phénomènes physiques, notions fondamentales, instruments, systèmes, équipements et détecteurs

3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 12749-2, l’IEC 60050-395 ainsi

que les suivants, s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp;

— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/ .
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ISO 8769:2020(F)
3.1
taux d’émission surfacique

nombre de particules ou de photons d’une catégorie donnée qui dépassent

une énergie donnée émergeant de la face de l’étalon de référence ou de sa fenêtre, par seconde, dans un

environnement exempt de masse
3.2
face

projection verticale de la surface active nominale sur la face frontale de

l’étalon de référence
Note 1 à l'article: Voir la Figure 1.
Légende
1 filtre
2 support
3 face
4 surface active nominale

Figure 1 — Dessin de la section transversale d’un étalon de référence avec son filtre

3.3
épaisseur de couche à saturation

épaisseur du milieu qui est égale au

parcours maximal du rayonnement particulaire spécifié
3.4
rendement d’un instrument

rapport entre la lecture corrigée de l’instrument (coups par seconde après soustraction du bruit de

fond) et le taux d’émission surfacique de l’étalon de référence (particules émises par seconde), dans des

conditions géométriques spécifiées par rapport à un étalon de référence

Note 1 à l'article: Le rendement d’un instrument dépend de l’énergie du rayonnement émis par l’étalon de

référence, de la surface de l’étalon et de la surface de la fenêtre d’entrée du détecteur.

3.5
auto-absorption

absorption d’un rayonnement qui se produit dans la matière même de

l’étalon de référence
3.6
incertitude
sauf indication contraire, incertitude-type (k = 1)
[8]

Note 1 à l'article: Les incertitudes sont traitées conformément au Guide 98-3 de l’ISO/IEC pour l’expression de

l’incertitude de mesure.
3.7
uniformité

indication du manque de variation de cette

propriété sur la surface
2 © ISO 2020 – Tous droits réservés
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ISO 8769:2020(F)
4 Traçabilité des étalons de référence

Le plan suivant est proposé pour garantir que les étalons de travail utilisés dans le domaine de

l’étalonnage de routine des contrôleurs de contamination de surface se rapportent bien à des étalons

nationaux de mesurage, par le biais d’une chaîne de traçabilité clairement définie et faisant appel à des

étalons de référence et à des dispositifs de transfert de référence.
Les étalons de référence doivent être répartis en deux catégories:

— Catégorie 1: étalons de référence qui ont été étalonnés directement en termes d’activité et de taux

d’émission surfacique par un institut national ou international de métrologie;

— Catégorie 2: étalons de référence qui ont été étalonnés, en termes de taux d’émission surfacique,

à l’aide d’un dispositif de transfert de référence dont le rendement par étalonnage a été mesuré

avec un étalon de référence de Catégorie 1 comprenant le même radionucléide et de conception

d’ensemble identique utilisant la même géométrie, dans un laboratoire agréé conformément à

[16]
l’ISO/IEC 17025 pour de tels mesurages.

Les instituts nationaux de métrologie doivent, à leur discrétion, mettre à disposition les moyens leur

permettant de certifier des étalons de référence de Catégorie 1 d’un domaine spécifié de radionucléides.

[9]

Pour les pays signataires de l’Accord de Reconnaissance Mutuelle (ARM) , un certificat d’étalonnage

établi par un autre institut participant d’un deuxième pays est reconnu valable dans le premier pays

pour les grandeurs, les domaines et les incertitudes de mesure spécifiés à l’Annexe C de la Référence [9].

L’activité et le taux d’émission surfacique des étalons de référence de Catégorie 1 doivent être mesurés,

par exemple, soit à l’aide d’un compteur proportionnel à circulation de gaz sans fenêtre, soit à l’aide

d’un dispositif ayant été étalonné en employant des étalons mesurés par une méthode absolue. Les

modes opératoires d’étalonnage pour la détermination de l’activité sont abordés, par exemple, dans les

Références [10], [11], [12] et [13].

Les organismes qui doivent procéder à des essais de type et étalonner des instruments destinés à la

surveillance de la contamination de surface radioactive doivent avoir accès à des étalons de référence

appropriés de Catégorie 1 ou 2. Le rôle des étalons de travail est de vérifier l’étalonnage des contrôleurs

de contamination de surface sur place. Il ne faut pas les confondre avec les étalons de contrôle qui sont

seulement conçus pour vérifier si un contrôleur est en état de fonctionnement.

Les organismes qui doivent fournir des étalons de travail pour la confirmation régulière de l’étalonnage

de leurs instruments de surveillance de la contamination de surface doivent avoir accès à un dispositif

de transfert de référence permettant l’étalonnage de tels étalons en termes de taux d’émission

surfacique par rapport à un étalon de référence de Catégorie 1 ou 2. Si l’étalon de travail est utilisé

dans un gabarit ou dans une position géométrique particulière, le dispositif de transfert de référence

sur lequel est mesuré le taux d’émission doit avoir été étalonné à partir d’un étalon de référence, dans

des conditions opératoires et géométriques identiques. Par ailleurs, l’étalon de travail doit pouvoir être

retiré du gabarit de façon à pouvoir être mesuré selon la pratique courante. Lorsque seuls quelques

contrôleurs de surface nécessitent un étalonnage ou lorsqu’une grande exactitude est requise, il est

admis d’utiliser des étalons de référence de Catégorie 1 ou 2 comme étalons de travail. Dans ces cas,

la fréquence de réétalonnage doit être la même que celle des étalons de travail. Les réglementations

nationales peuvent exiger des étalonnages plus fréquents.
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ISO 8769:2020(F)
5 Spécification des étalons de référence
5.1 Généralités
Les étalons de référence peuvent être répartis en deux groupes:

a) les étalons comprenant un support conducteur d’électricité sur lequel un radionucléide donné a été

déposé de manière permanente ou incorporé d’un seul côté. L’épaisseur du matériau support doit

être suffisante pour empêcher l’émission du rayonnement particulaire à travers le support par le

dos de l’étalon;

b) les étalons comprenant une couche de matière à l’intérieur de laquelle le radionucléide est

uniformément réparti et dont l’épaisseur ne doit pas dépasser l’épaisseur de la couche à saturation

associée au rayonnement particulaire. Pour les besoins du présent document, l’activité de l’étalon

de référence doit être consignée comme étant l’activité contenue dans une couche de surface

d’épaisseur égale à l’épaisseur de couche à saturation.

Les étalons émettant des photons doivent comporter des filtres conformément au Tableau 1.

Pour mesurer directement le taux d’émission surfacique, un seuil correspondant à une énergie minimale

doit être fixé. Pour le comptage bêta, ce seuil doit être fixé de manière à correspondre à une énergie

photonique de 590 eV (0,1 fois l’énergie du rayonnement X du Mn suivant la désintégration de Fe).

Pour le comptage alpha, le seuil doit être fixé juste au-dessus du bruit électronique du système. Pour le

comptage des photons, le seuil doit être fixé de manière à comprendre le pic de photons et la totalité du

fond Compton.

Avec des émetteurs alpha et des émetteurs bêta de basse énergie, l’auto-absorption peut être loin

d’être négligeable. Cela conduit à une dégradation du spectre d’émission et peut affecter les mesurages

effectués à l’aide de dispositifs de transfert à fenêtre.

Les étalons de référence doivent être adaptés à l’usage prévu et il incombe au fabricant de déterminer et

de consigner les impuretés radioactives au niveau nécessaire pour garantir que l’utilisation de l’étalon

n’est pas compromise par les émissions d’une impureté. Au minimum, toutes les impuretés radioactives

ayant une activité au moins égale à 1 % de l’activité du radionucléide principal doivent être déterminées

et consignées dans le rapport.

Pour les étalons de référence pouvant contenir des impuretés radioactives, les utilisateurs doivent tenir

compte du fait que l’activité relative des impuretés varie dans le temps et peut avoir un effet significatif

sur le taux d’émission de l’étalon.
4 © ISO 2020 – Tous droits réservés
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ISO 8769:2020(F)

Tableau 1 — Caractéristiques et filtres additionnels des étalons de référence émetteurs

photoniques
Énergie photonique
moyenne approxima-
Période Matériau du
a Radionucléide Épaisseur du filtre
tive
en jours filtre
en keV
55 3
5,9 Fe 1,00 × 10 aucun
0,05 mm
238 4
16 Pu 3,20 × 10 zirconium
32,5 mg·cm
0,3 mm
129 9
32 I 5,88 × 10 aluminium
81 mg·cm
0,25 mm
acier inoxy-
241 5
60 Am 1,58 × 10
dable −2
200 mg·cm
0,25 mm
acier inoxy-
124 Co 272
dable −2
200 mg·cm
1 mm
acier inoxy-
137 4
660 Cs 1,10 × 10
dable −2
800 mg·cm
0,3 mm
60 3
1 250 Co 1,93 × 10 aluminium
81 mg·cm

NOTE 1 Il s’agit ici d’étalons de photons appartenant à une gamme d’énergie particulière et non d’étalons d’un radionucléide

particulier.

NOTE 2 Dans la plupart des cas, Co émet deux photons coïncidents avec une corrélation angulaire entre eux. Des

précautions particulières doivent être prises lors du transfert de l’étalonnage à d’autres énergies ou nucléides.

L’énergie photonique moyenne approximative est égale à (∑n × E )/∑n où n est le nombre de photons émis par l’étalon

i i i i
possédant une énergie E .

Pour le présent document, l’acier inoxydable est celui qui a la composition chimique suivante: 72 % Fe, 18 % Cr, 10 % Ni.

5.2 Étalons de référence de Catégorie 1
5.2.1 Exigences générales

Pour se conformer aux exigences spécifiées dans le présent document, les étalons de référence

de Catégorie 1 doivent être des étalons plans composés d’un support en matériau conducteur

d’électricité sur lequel la matière radioactive est déposée ou incorporée sur une face afin de réduire

au minimum l’auto-absorption de l’étalon et de maintenir la conductivité électrique de toute la surface

4 2

active. La surface active doit être au moins égale à 10 mm . Les dimensions recommandées sont de

100 mm × 100 mm, 100 mm × 150 mm et 150 mm × 200 mm.

Un étalon de référence de Catégorie 1 est censé être aussi proche que possible d’un étalon «mince» idéal

[6]

(voir l’IEC 60325 ) par rapport à l’activité elle-même. Il est toutefois reconnu qu’avec des émetteurs

alpha et des émetteurs bêta de basse énergie, l’auto-absorption peut être loin d’être négligeable.

Le maintien de la conductivité électrique est nécessaire au bon fonctionnement des compteurs

proportionnels sans fenêtre. Il convient que l’épaisseur du matériau support permette de réduire au

minimum la contribution du rayonnement rétrodiffusé, aussi bien particulaire que photonique. Le

matériau support recommandé est l’aluminium d’une épaisseur de 3 mm (cette épaisseur est suffisante

pour supprimer l’émission de particules bêta à travers le support par le dos de l’étalon de référence, à

106 106

l’exception des étalons Ru/ Rh pour lesquels il sera nécessaire d’augmenter l’épaisseur à 4,6 mm).

L’épaisseur du matériau support ne doit pas s’écarter de plus ± 10 % de la valeur indiquée dans le

certificat. Il convient que le matériau support soit d’une surface supérieure à la surface active de sorte

que le phénomène de rétrodiffusion soit uniforme sur la totalité de la surface active. Il est recommandé

© ISO 2020 – Tous droits réservés 5
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ISO 8769:2020(F)

de choisir la surface de matériau support de sorte que sa surface totale dépasse d’au moins 10 mm la

périphérie de la surface active de l’étalon de référence.

Un étalon émetteur photonique doit inclure la filtration spécifiée dans le Tableau 1. Il convient

normalement que le filtre fasse partie intégrante de l’étalon de référence et qu’il ne puisse pas être

démonté. Son rôle est décrit dans l’Annexe A. Il convient de choisir la surface du filtre

...

FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 8769
ISO/TC 85/SC 2
Measurement of radioactivity —
Secretariat: AFNOR
Alpha-, beta- and photon emitting
Voting begins on:
2020­03­23 radionuclides — Reference
measurement standard specifications
Voting terminates on:
2020­05­18
for the calibration of surface
contamination monitors
Mesurage de la radioactivité — Radionucléides émetteurs alpha,
beta et de photons — Spécifications des étalons de référence pour
l'étalonnage des contrôleurs de contamination de surface
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO­
ISO/FDIS 8769:2020(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN­
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
NATIONAL REGULATIONS. ISO 2020
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ISO/FDIS 8769:2020(E)
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Published in Switzerland
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ISO/FDIS 8769:2020(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 Traceability of reference measurement standards .......................................................................................................... 2

5 Specification of reference measurement standards........................................................................................................ 3

5.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 3

5.2 Class 1 reference measurement standards ..................................................................................................................... 4

5.2.1 General requirements .................................................................................................................................................. 4

5.2.2 Activity and surface emission rate ................................................................................................................... 5

5.2.3 Uniformity ............................................................................................................................................................................. 6

5.2.4 Radionuclides ..................................................................................................................................................................... 6

5.3 Class 2 reference measurement standards ..................................................................................................................... 8

5.3.1 General requirements .................................................................................................................................................. 8

5.3.2 Activity and surface emission rate ................................................................................................................... 8

5.3.3 Uniformity ............................................................................................................................................................................. 8

5.3.4 Radionuclides ..................................................................................................................................................................... 8

5.4 Working measurement standard ............................................................................................................................................ 9

5.4.1 General requirements .................................................................................................................................................. 9

5.4.2 Activity and surface emission rate ................................................................................................................... 9

5.4.3 Uniformity ............................................................................................................................................................................. 9

5.4.4 Radionuclides ..................................................................................................................................................................... 9

6 Transfer measurement devices............................................................................................................................................................. 9

6.1 Transfer measurement device for alpha­radiation and beta­radiation ................................................. 9

6.2 Transfer measurement device for photon­radiation...........................................................................................10

6.3 Calibration ...............................................................................................................................................................................................10

Annex A (informative) Particular considerations for reference measurement standards

emitting electrons of energy less than 0,15 MeV and photons of energy less than

1,5 MeV ........................................................................................................................................................................................................................11

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................13

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ISO/FDIS 8769:2020(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non­governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity

assessment, as well as information about ISO's adherence to the WTO principles in the Technical

Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 85, Nuclear energy, Subcommittee SC 2,

Radiological protection.

This fourth edition cancels and replaces the third edition (ISO 8769:2016), which has been technically

revised. The changes compared to the previous edition are as follows:

— In order to maintain consistency with terms described in the International Vocabulary of Metrology

[16]

or ISO/IEC 17025 , “reference measurement standard”, “working measurement standard” and

“transfer measurement device” were adopted respectively instead of a “reference source”, “working

source” and “reference transfer instrument”.

— 5.1 b): “a surface layer of thickness equal to the saturation layer thickness” was modified to “a

surface layer of thickness equal to or less than the saturation layer thickness”.

— 5.2.3 and 5.3.3: The statement of “minus its relative standard uncertainty” was removed.

— 5.4.3: Requirement for the re-measurement of uniformity was added as follows; “In case that

significant change not due to half-life is found on the re-calibration of surface emission rate, re-

measurement of uniformity is required.”

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
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ISO/FDIS 8769:2020(E)
Introduction

Radioactive contamination of surfaces can result from spilling, splashing, or leakage from unsealed

sources, or breakage or loss of integrity of sealed sources. It can lead to the spread of contamination,

loss of quality control and can give rise to the following health hazards:

a) external exposure to parts of the body in proximity to the contaminated surface;

b) internal exposure through incorporation of radioactive material emanating from the surface.

The need for effective monitoring of surface contamination has long been recognized, see Reference [1].

Surface contamination is quantified in terms of activity per unit area, the quantity which is normally

used to specify “derived limits”, i.e. maximum limits of surface contamination. These limits are

based on radiological protection considerations and have been derived from the dose equivalent or

intake limits recommended by the International Commission on Radiological Protection (ICRP), see

References [2] and [3]. Derived limits are incorporated into numerous national and international

regulatory documents which relate specifically to surface contamination monitoring.

The requirement for this document originated from the need for standard calibration sources in

International Standards dealing with the calibration of surface contamination monitors.

While regulatory documents refer to surface contamination in terms of activity per unit area, the

response of monitoring instruments is related directly to the radiation emitted from the surface rather

than to the activity contained upon or within the surface. Due to variations in the absorptive and

scattering properties of real surfaces, it cannot be assumed, in general, that there is a simple, known

relationship between surface emission rate and activity. Thus, there emerges a clear need for calibration

sources that are specified primarily in terms of surface emission rate, as well as activity. The manner in

[4]

which these sources are used and the associated calibration protocols vary from country to country .

Calibration of an instrument in terms of activity for the types of surfaces that are usually encountered

in monitoring situations depends on the following considerations:
— mixture and ratios of radionuclides being monitored;
— their types and abundances of emissions;
— nature of the surface;
— depths and distribution profiles within the surface;
— spectral attenuation dependence of the instrument entrance window;
— distance between the instrument entrance window and the surface.

The derivation of appropriate calibration factors in terms of activity is therefore a highly complex

process which is outside the scope of this document. Appropriate guidance on this process is addressed

[5]

in ISO 7503 (all parts) . However, some estimate of the activity of the calibration source is required for

general radiological safety purposes such as handling, leak testing, shielding, packaging, and transport.

This is a generic issue for all radioactive sources regardless of their intended use and is not therefore

addressed specifically in this document.

Traceability of calibration sources to International Standards or national standards is established by a

system of reference transfer instruments.
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FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 8769:2020(E)
Measurement of radioactivity — Alpha-, beta- and photon
emitting radionuclides — Reference measurement
standard specifications for the calibration of surface
contamination monitors
1 Scope

This document specifies the characteristics of reference measurement standard of radioactive

surface contamination, traceable to national measurement standards, for the calibration of surface

contamination monitors. This document relates to alpha­emitters, beta­emitters, and photon emitters

of maximum photon energy not greater than 1,5 MeV.

It does not describe the procedures involved in the use of these reference measurement standards

[6]

for the calibration of surface contamination monitors. Such procedures are specified in IEC 60325 ,

[7]
IEC 62363 , and other documents.

NOTE Since some of the proposed photon standards include filters, the photon standards are to be regarded

as reference measurement standards of photons of a particular energy range and not as reference measurement

241

standards of a particular radionuclide. For example, a Am source with the recommended filtration does not

emit from the surface the alpha particles or characteristic low-energy L X-ray photons associated with the decay

of the nuclide. It is designed to be a reference measurement standard that emits photons with an average energy

of approximately 60 keV.

This document also specifies preferred reference radiations for the calibration of surface contamination

monitors. These reference radiations are realized in the form of adequately characterized large area

sources specified, without exception, in terms of surface emission rates which are traceable to national

standards.
2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 12749­2, Nuclear energy, nuclear technologies, and radiological protection — Vocabulary — Part 2:

Radiological protection

IEC 60050­395, International Electrotechnical Vocabulary — Part 395: Nuclear instrumentation: Physical

phenomena, basic concepts, instruments, systems, equipment and detectors
3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 12749-2, IEC 60050-395, and

the following apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
© ISO 2020 – All rights reserved 1
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ISO/FDIS 8769:2020(E)
3.1
surface emission rate

number of particles or photons of a given type above a given energy emerging from the

face of the source or its window per second in a mass­free environment
3.2
face

vertical projection of the nominal active area onto the front surface of the source

Note 1 to entry: See Figure 1.
Key
1 filter
2 backing
3 face
4 nominal active area

Figure 1 — Cross-sectional drawing of a reference measurement standard with its filter

3.3
saturation layer thickness

thickness of the medium equal to the

maximum range of the specified particulate radiation
3.4
instrument efficiency

ratio between the instrument net reading (counts per second after background subtraction) and the

surface emission rate of the reference measurement standard (particles emitted per second) in a

specified geometry relative to a standard

Note 1 to entry: The instrument efficiency depends on the energy of the radiation emitted by the standard, the

area of the standard, and the area of the detector entrance window.
3.5
self-absorption

absorption of radiation which occurs within the material of the source itself

3.6
uncertainty
standard uncertainty (k = 1) unless otherwise stated
[8]

Note 1 to entry: The treatment of uncertainties is in accordance with the ISO/IEC Guide 98-3 to the expression

of uncertainty in measurement.
3.7
uniformity

indication of the lack of variation of that property over

the surface
4 Traceability of reference measurement standards

The following scheme is proposed to ensure that working standards used in the field for the routine

calibration of surface contamination monitors shall be related to national measurement standards

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ISO/FDIS 8769:2020(E)

through a clearly defined traceability chain using reference measurement standards and reference

transfer measurement devices.
Reference measurement standards shall be of the following two types:

— Class 1: reference measurement standards that have been calibrated directly in terms of activity

and surface emission rate at a national or international metrology institute.

— Class 2: reference measurement standards that have been calibrated in terms of surface emission

rate on a reference transfer instrument, the efficiency of which has been measured by calibration

with a Class 1 reference measurement standard of the same radionuclide and of the same general

[16]

construction using the same geometry, at a laboratory that operates according to ISO/IEC 17025

for such measurements.

National metrology institutes shall, at their discretion, provide the means whereby Class 1 reference

measurement standards of a specified range of radionuclides may be certified by them. For those

[9]

countries which are signatories to the Mutual Recognition Arrangement (MRA) , a certificate of

calibration from another participating institute in a second country is recognized as valid in the

first country for the quantities, ranges, and measurement uncertainties specified in Appendix C of

Reference [9].

The activity and surface emission rate of Class 1 reference measurement standards shall be measured,

using, for example, a windowless gas-flow proportional detector, or by using an instrument that has

been calibrated using standards that have been measured absolutely. Calibration procedures for

activity determination are discussed for example, in References [10], [11], [12] and [13].

Organizations with a requirement to type test and to calibrate instruments to be used for monitoring

radioactive surface contamination need to have access to suitable Class 1 or Class 2 reference

measurement standards. The purpose of a working measurement standard is to check the calibration

of surface contamination monitors in the field; they are not to be confused with check sources, which

are only intended to verify that a monitor is operating.

Organizations with a requirement to provide working measurement standards for the routine

confirmation of the calibration of their surface contamination monitoring instruments require access

to a reference transfer measurement device with which to calibrate such sources in terms of surface

emission rate against a Class 1 or Class 2 reference measurement standard. Where the working

measurement standard is used either in a jig or under a particular geometry, the reference transfer

measurement device on which its emission rate is measured shall have been calibrated using a

reference measurement standard under identical conditions and geometry. Alternatively, the working

measurement standard shall be removable from the jig so that it can be measured in the usual way.

Where only a few monitors need calibration or a high degree of accuracy is required, Class 1 or Class 2

reference measurement standards may be used as working measurement standards. In such cases, the

frequency of re-calibration shall be that for working measurement standards. National regulations may

require more frequent calibrations.
5 Specification of reference measurement standards
5.1 General
Reference measurement standards are of the following kinds:

a) Sources comprising an electrically conducting backing material with a given radionuclide

permanently deposited upon or incorporated into one side only; the thickness of the backing material

shall be sufficient to prevent emission of the particulate radiation through the back of the source.

b) Sources comprising a layer of material within which the radionuclide is uniformly distributed

and the thickness of which shall not exceed the thickness of the saturation layer of the particulate

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ISO/FDIS 8769:2020(E)

radiation. For the purposes of this document, the activity of the source shall be taken as the activity

contained within a surface layer of thickness equal to or less than the saturation layer thickness.

Photon-emitting sources shall incorporate filters in accordance with Table 1.

To measure the surface emission rate directly, a threshold corresponding to a minimum energy shall to

be set. For beta counting, it shall be set to correspond to a photon energy of 590 eV (0,1 times the energy

of the X -radiation of Mn following the decay of Fe). For alpha counting, the threshold shall be set just

above the electronic noise of the system. For photon counting, the threshold shall be set to comprise the

photon peak and the whole Compton continuum.

With alpha-emitters and low-energy beta-emitters, self-absorption can be far from negligible. This

leads to a degradation of the emission spectrum and might affect measurements with windowed

transfer measurement devices.
[21]

Reference measurement standards shall be fit for purpose and it shall be the responsibility of the

manufacturer to determine and report the radioactive impurities to the extent necessary to ensure

that the use of the standard is not compromised by emissions from any impurity. As a minimum, all

radioactive impurities with an activity of at least 1 % of the activity of the principal radionuclide shall

be determined and reported.

For those standards which might contain radioactive impurities, users of the reference measurement

standard shall take into account that the relative activity of the impurity changes with time and could

produce a significant effect on the emission rate of the source.
Table 1 — Characteristics and additional filtration of photon-emitting standards
Approximate
mean photon
Half-life Filter
a Radionuclide Filter thickness
energy b
in days material
in keV
55 3
5,9 Fe 1,00 × 10 none
0,05 mm
238 4
16 Pu 3,20 × 10 zirconium
32,5 mg·cm
0,3 mm
129 9
32 I 5,88 × 10 aluminium
81 mg·cm
0,25 mm
241 5
60 Am 1,58 × 10 stainless steel
200 mg·cm
0,25 mm
124 Co 272 stainless steel
200 mg·cm
1 mm
137 4
660 Cs 1,10 × 10 stainless steel
800 mg·cm
0,3 mm
60 3
1 250 Co 1,93 × 10 aluminium
81 mg·cm

NOTE 1 These are standards of photons of a particular energy range and not sources of a particular radionuclide.

NOTE 2 In most cases, Co emits two coincident photons with an angular correlation between them. Great care shall be

taken when transferring the calibration to other energies or nuclides.

The approximate mean photon energy is equal to (∑n × E )/∑n where n is the number of photons emitted from the

i i i i
standard with energy E .

For this document, stainless steel is that which has the composition 72 % Fe, 18 % Cr, 10 % Ni.

5.2 Class 1 reference measurement standards
5.2.1 General requirements

In order to comply with the requirements specified in this document, Class 1 reference measurement

standards shall be plane sources comprising an electrically conducting backing material with

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radioactive material deposited upon or incorporated into one side in such a manner as to minimize

source self-absorption and to maintain electrical conductivity across the whole of the face of the source.

4 2

The active area shall be at least 10 mm ; recommended sizes are 100 mm × 100 mm, 100 mm × 150 mm,

and 150 mm × 200 mm.

A Class 1 reference measurement standard is intended to approximate as closely as practicably possible

[6]

an ideal “thin” source (see IEC 60325 ) with respect to the activity itself. However, it is acknowledged

that with alpha-emitters and low-energy beta-emitters, self-absorption can be far from negligible.

Maintenance of electrical conductivity is necessary for the correct operation of windowless proportional

counters. The thickness of the backing material should be such as to minimize the contribution from

backscattered radiation, both particle and photon. The recommended backing material is aluminium

of 3 mm thickness (this thickness is sufficient to eliminate beta-particle emission through the back

106 106

of the source, with the exception of Ru/ Rh sources where the thickness would need to be

increased to 4,6 mm). The thickness of the backing material shall be within 10 % of the value detailed

in the certificate. The backing material should extend beyond the active area to such an extent that the

backscattering effect is uniform over the whole of the active area. It is recommended that the backing

material should extend at least 10 mm beyond the active area of the source.

A photon-emitting standard shall include the filtration specified in Table 1. The filter should normally

be an integral part of the source, it should not be removable. Their purpose is described in Annex A. The

area of the filter should be such that it extends for at least 10 mm beyond the active area of the source.

The thickness of the filter shall be within 10 % of the specified value in Table 1.

Standards shall be accompanied by a calibration certificate giving the following information:

a) radionuclide;

NOTE Half-life values and other current nuclear data values are provided by Reference [14].

b) source identification number;
c) surface emission rate and its uncertainty;
d) activity and its uncertainty;

e) impurities of an activity of at least 1 % of the principal radionuclide activity;

f) reference date [shall be identical for c), d) and e)];
g) active area: its location and size;
h) nature, thickness, density, and dimensions of substrate;
i) nature, thickness, density, and dimensions of filter (if any);

j) uniformity and uncertainty (table of relative emission rates of all individual portions relating

position and emission rate);
k) class of standard.

Manufacturers may decide to give further information of help to the user, such as the depth of the active

layer. Markings on the source itself shall indicate the radionuclide and the source identification number.

5.2.2 Activity and surface emission rate

The activity of a Class 1 reference measurement standard of the preferred size should be such as to give

−1 −1

a surface emission rate from about 2 000 s to 10 000 s in order to optimize between background,

statistical uncertainty, and dead-time error. The activity shall be stated with a relative uncertainty not

exceeding 10 %. The surface emission rate shall be measured by the national metrology institute with a

relative uncertainty not exceeding the following:
a) 3 % for alpha standards;
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ISO/FDIS 8769:2020(E)
b) 3 % for beta standards with an end-point energy greater than 15
...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.